Smart*Light: de ontwikkeling van een tafelmodel voor röntgenanalyse
VDL ETG doet mee aan het project Smart*Light. Aan dit project werken 12 organisaties in Nederland en Vlaanderen samen aan de ontwikkeling van een compact instrument dat intense en hoogkwalitatieve (‘coherente’) röntgenstraling produceert. Dit ‘tafelmodel synchrotron’ biedt de unieke mogelijkheid om geavanceerde analyses op locatie uit te voeren. Röntgenanalyse is van groot belang voor medische diagnostiek, in onderzoekslaboratoria voor de ontwikkeling van nieuwe materialen en in musea om belangrijke kunstwerken te onderzoeken.
In dit project past VDL ETG haar kennis toe over het maken van zeer nauwkeurige onderdelen voor versnellers. Daarnaast is zij betrokken, bij het engineeringsproces om te zorgen dat de productie van prototype straks naadloos kan overgaan naar serieproductie.
Röntgentechnologie
Een persoon screenen op borstkanker, het inspecteren van lasnaden in pijpleidingen en het bekijken van de chemische conditie van kunstwerken. Dit gebeurt doorgaans met dezelfde ‘klassieke’ röntgentechnologie, ontwikkeld in de 19e eeuw. Deze röntgenstraling heeft echter een vrij lage intensiteit en de röntgenenergie is vrijwel niet instelbaar. Hierdoor kan slechts, een momentopname met een zeer lange sluitertijd worden gemaakt en is de informatie vaak niet voldoende gedetailleerd.
Voor geavanceerdere toepassingen, zoals de ontwikkeling van hightech materialen en van nieuwe medicijnen, is ‘coherente’ hoge-intensiteit röntgenstraling tegenwoordig onmisbaar. Deze straling wordt momenteel alleen geproduceerd in ‘synchrotrons'. Dit zijn grote versnellers waarin elektronen met bijna de lichtsnelheid in een honderden meters lange, cirkelvormige buis voortbewegen. Met deze synchrotronstraling kunnen veranderingen in materialen en weefsels, heel gedetailleerd, in tijd en ruimte worden gevolgd. De beperkte beschikbaarheid van, met name hoge-energie, synchrotronstraling legt echter fikse beperkingen op aan de meetcondities. Voor verschillende toepassingen is reizen naar een synchrotron (alle buiten de Benelux) zelfs onhaalbaar.
Botsingen tussen laser en elektronen: nieuwe versnellertechnologie
Smart*Light maakt gebruik van nieuwe versnellertechnologie om laserlicht om te zetten in intense en coherente röntgenstraling door deze te laten botsen (via ‘inverse Compton scattering’) met een hoogenergetische bundel elektronen. Met deze straling kunnen vervolgens state-of-the-art analyses worden uitgevoerd die van waarde zijn voor diverse maatschappelijke sectoren. Hoewel Smart*Light niet tot doel heeft bestaande synchrotronfaciliteiten te vervangen, vormt het dankzij het compacte ontwerp wel een belangrijke aanvulling hierop. Gebruikers zijn daardoor minder afhankelijk van de schaarse meettijd bij grote synchrotrons.
Mobiele karakter
Vooral het mobiele karakter is een belangrijk voordeel: de gehele opstelling wordt slechts een aantal meter lang en is daardoor naar voorkeur in ieder lab te gebruiken. Het instrument kan bijvoorbeeld bij een specifieke complexe meetopstelling worden neergezet in plaats van andersom. Het verband tussen procescondities, microstructuur en materiaaleigenschappen kan zo effectiever worden onderzocht. Dit vereenvoudigt de ontwikkeling van nieuwe materialen, zodat bijvoorbeeld vermoeiing en corrosie bij schepen beter kan worden tegengegaan, of de toepasbaarheid van 3D-geprinte materialen kan worden vergroot. Op termijn biedt Smart*Light unieke mogelijkheden voor medische diagnostiek in ziekenhuizen en voor onderzoek naar topkunstwerken van o.a. Rubens, Vermeer en Breughel in-musea. Zo is de mogelijkheid om de chemische samenstelling van kunstwerken laag voor laag te analyseren niet alleen van belang voor de conservering van kunst maar bijvoorbeeld ook voor authenticiteitsonderzoek.
Grensoverschrijdende samenwerking
In het project wordt vanuit verschillende specialismen intensief samengewerkt door universiteiten, bedrijven, musea en onderzoeksinstituten. TU Eindhoven werkt aan de bouw van de röntgenbron. De universiteiten van Antwerpen en Gent ontwikkelen de hierop afgestemde detectietechnieken, zoals röntgendiffractie, -fluorescentie en -tomografie. De TU Delft is met name betrokken bij de functionaliteit van het instrument voor materiaal- en kunstonderzoek. Verder zijn aangesloten: VDL ETG, Agfa Healthcare, Erasmus MC, Stichting tot Beheer Museum Boijmans van Beuningen, TI-COAST, XRE NV, Koninklijk Museum voor Schone Kunsten Antwerpen, en Stichting Materials Innovation Institute. TU Delft (afdeling MSE bij de faculteit 3ME) is penvoerder van Smart*Light.
Interreg Vlaanderen-Nederland
Om het project te realiseren, wordt het ondersteund door het Europees fonds voor Regionale Ontwikkeling (Interreg Vlaanderen-Nederland) met een subsidie van 2,85 miljoen euro. Interreg Vlaanderen-Nederland subsidieert samenwerkingsprojecten voor slimme, groene en inclusieve groei. Het grensoverschrijdende karakter van een Interreg-project is essentieel: er vindt intensieve samenwerking plaats tussen partners aan beide zijden van de grens, waarbij alle partners zorgen voor aanvullende financiering. Interreg wordt gefinancierd vanuit het Europese Fonds voor Regionale Ontwikkeling (EFRO).
Lees meer op de website van Interreg.